L'aria negli Stati Uniti e nell'Europa occidentale è molto più pulita anche di dieci anni fa. Gli standard e le normative sugli oli a basso contenuto di zolfo sulle centrali elettriche hanno ridotto con successo le concentrazioni di solfato nell'aria, riducendo il particolato fine che danneggia la salute umana e ripulendo il rischio ambientale delle piogge acide.

Nonostante questi successi, i livelli di solfato nell'atmosfera sono diminuiti più lentamente delle emissioni di anidride solforosa, soprattutto in inverno. Questo fenomeno inaspettato suggerisce che le riduzioni delle emissioni di anidride solforosa sono meno efficienti del previsto per il taglio degli aerosol di solfato. Un nuovo studio condotto dal Tokyo Institute of Technology, L'Università di Hokkaido e l'Università di Washington spiegano perché. Il documento ad accesso libero è stato pubblicato il 5 maggio in Progressi scientifici .

Quando le concentrazioni di solfato acido dalle emissioni di combustibili fossili diminuiscono mentre la concentrazione di molecole di ammonio più basiche nell'atmosfera rimane costante, le gocce d'acqua liquida nelle nuvole diventano meno acide. Ciò rende più efficiente la conversione dell'anidride solforosa in solfato. Così, anche se le normative sulla qualità dell'aria hanno ridotto la fornitura di anidride solforosa dalle centrali elettriche e dalle navi, la quantità totale di particolato solfato che danneggia la salute umana è diminuita più lentamente.

"Non significa che le riduzioni delle emissioni non funzionino. È solo che c'è una reazione che mitiga in parte le riduzioni, " ha detto la co-autrice Becky Alexander, un professore di scienze atmosferiche UW. "Dobbiamo comprendere questa chimica multifase nell'atmosfera per creare una strategia efficiente per gestire l'inquinamento atmosferico e prevedere con precisione l'inquinamento atmosferico futuro e gli impatti dei cambiamenti climatici".

Durante la maggior parte del XX secolo, le emissioni di anidride solforosa sono aumentate con l'industrializzazione in molte parti del mondo. Ma di recente questa tendenza si è invertita in risposta ai regolamenti, mentre le emissioni di ammonio da animali e agricoltura continuano allo stesso ritmo. Queste tendenze dovrebbero continuare.

I dati di una carota di ghiaccio in Groenlandia che conserva le atmosfere degli anni passati mostrano che la proporzione di solfato contenente ossigeno con un neutrone in più, o ossigeno-17, aumentato negli anni '80 dopo che i paesi hanno iniziato a regolamentare le emissioni. L'analisi degli autori mostra che ciò è dovuto alla più rapida formazione di solfati nella fase liquida nell'atmosfera, che si verifica in gran parte all'interno delle nuvole, in condizioni meno acide.

"Dopo il controllo delle emissioni di SO2, l'acidità atmosferica relativamente bassa promuove l'efficienza della produzione di solfato nell'atmosfera, che indebolisce la risposta del livello di solfato alla riduzione di SO2, " ha affermato l'autore principale Shohei Hattori presso l'Istituto di tecnologia di Tokyo. "Le nostre tecniche isotopiche uniche applicate per le registrazioni delle carote di ghiaccio della Groenlandia identificano il processo chiave della risposta indebolita del solfato alla riduzione delle emissioni di SO2".

I dati provengono da una carota di ghiaccio perforata nel sud-est della Groenlandia (SE-Dome) come parte di un progetto guidato dall'Università di Hokkaido. L'ossigeno intrappolato in questo ghiaccio ha fornito prove della composizione dei solfati dal 1959 al 2015, senza contaminazione da inquinamento locale.

"Sulla base di un record di carote di ghiaccio continuo e ad alta risoluzione da SE-Dome, potremmo ottenere registrazioni affidabili per gli aerosol atmosferici senza seconda modifica dopo la deposizione, ", ha affermato il coautore e leader del progetto di carotaggio SE-Dome Yoshinori Iizuka presso l'Università di Hokkaido. "Abbiamo in programma di perforare un secondo nucleo di ghiaccio nella stessa posizione quest'anno, e cercare di ricostruire la storia dell'aerosol fino al 1750".

Il nucleo di ghiaccio non contiene dati separati per l'estate e l'inverno, ma i modelli mostrano che altro, le reazioni chimiche in fase gassosa per l'anidride solforosa diventano più importanti in estate, riducendo l'impatto estivo del cambiamento dell'acidità delle nuvole. Sapere come reagiscono queste molecole aiuterà a migliorare i modelli atmosferici utilizzati per prevedere la qualità dell'aria e proiettare il cambiamento climatico.